Problemas de olor en envases plásticos: causas y soluciones

El olor de los plásticos puede provenir de diversas fuentes a lo largo de la cadena de valor. En primer lugar, el material de partida virgen puede reaccionar o degradarse durante la polimerización generando compuestos volátiles con olores indeseados. También puede provenir de los aditivos, sustancias de menor peso molecular, que pueden volatilizarse a bajas temperaturas. No obstante, los aditivos también pueden prevenir la formación de olores, como es el caso de los que protegen el envase de la fotodegradación. En la etapa de procesamiento de los materiales también pueden producirse compuestos volátiles que generen olor o podría ocurrir una incorporación posterior de los contaminantes. Otro aspecto que se debe tener en cuenta son los olores que puedan generarse durante el uso del plástico. Por ejemplo, en los envases alimentarios pueden producirse olores indeseados debidos a los tratamientos agresivos necesarios para conservar los alimentos, o bien porque estos den lugar a reacciones químicas que liberen compuestos que generen olores desagradables.

En el caso de los plásticos reciclados, el olor, no solo puede proceder de los compuestos que se hayan podido haber generado por degradación ambiental o térmica después de su uso, sino también los producidos durante el proceso de reciclado como son la degradación del propio polímero, de los aditivos plásticos o de las sustancias con las que haya estado en contacto el material. Además, debido a que los polímeros pueden absorber compuestos volátiles procedentes de su anterior uso, pueden encontrarse sustancias tales como fragancias.

Otras causas menos comunes pueden ser el almacenamiento inadecuado de los envases. En estos casos tanto las condiciones ambientales (humedad, temperatura) como la presencia de otros envases que emitan sustancias, podría provocar olores indeseados.

Los problemas de olor generalmente son provocados por sustancias con elevada volatilidad, es decir, moléculas que pasan a estado vapor a temperaturas relativamente bajas (< 100 ºC). Algunas de estas sustancias pueden encontrarse en concentraciones por debajo del mg/kg por lo que se hace necesario el uso de técnicas cromatográficas con sistemas de detección universal como la espectrometría de masas (MS) o la ionización de llama (FID) para poder detectarlas. Una ventaja de estas técnicas respecto a los análisis de tipo sensorial es que permiten cuantificar los componentes de manera individual. Dadas las características de este tipo de ensayos, la técnica consiste en introducir la muestra en viales sellados que pasan por una fase de calentamiento donde los volátiles se liberan al espacio de cabeza o headspace y son introducidos al cromatógrafo convirtiendo estas sustancias en una señal medible que vendrá representada gráficamente en un cromatograma. Un aspecto que se debe considerar de las técnicas cromatográficas es que no distinguen entre los compuestos volátiles que producen olor y los que no.

En los últimos años, la cromatografía de gases con detección olfatimétrica (GC-O) ha complementado los resultados de las técnicas comentadas anteriormente al permitir cuantificar los componentes volátiles, pero, además, identificar los que aportan olor. Esto es posible ya que los compuestos volátiles presentes en la muestra examinada, además de ser analizados por un detector químico, fluyen individualmente a un puerto olfatométrico donde son percibidos por un catador que se encarga de evaluar y asignar un descriptor olfativo a cada pico cromatográfico que produzca olor. Sin embargo, esta técnica presenta algunas desventajas al requerir un entrenamiento especializado del analista que a su vez tan solo puede evaluar un número de sustancias al día.

Otra metodología adicional para procesar olores de materiales plásticos es la nariz electrónica. Consiste en un sistema electrónico con capacidad analítica cuya finalidad es detectar los compuestos volátiles que forman parte de una muestra pudiendo de esa forma reconocerla o discriminarla dentro de un conjunto de sustancias olorosas. Entre las ventajas del uso de la nariz electrónica se encuentra su rapidez, precisión y la mayor capacidad de procesado de muestras. Además, evita la exposición humana a sustancias peligrosas o con olor desagradable. Uno de los principales inconvenientes de esta técnica es la necesidad de programar la nariz electrónica para que relacione las respuestas obtenidas con los distintos aromas por lo que requiere mucho tiempo y el procesamiento de un número elevado de muestras para mejorar su eficacia. Recientemente se está utilizando un tipo de nariz electrónica basada en la espectrometría de masas que permite además obtener información de la composición de la fracción volátil de la muestra.

Existen numerosas técnicas para resolver los posibles problemas de olor que surgen en los plásticos vírgenes o reciclados. La técnica más extendida para eliminar los olores formados durante el procesamiento de los materiales es el lavado.

Otra de las estrategias utilizadas para reducir el olor de los envases es el uso de productos neutralizantes del olor conocidos como absorbedores o scavengers. Estos productos pueden variar desde simples enmascaradores de olor hasta los que capturan de forma irreversible las moléculas de bajo peso molecular causantes de olores. En el primer caso se trata de una solución a corto plazo ya que si se elimina el enmascarante vuelve a aparecer el olor mientras que, en el segundo caso, la eliminación es permanente. Los más utilizados son materiales inorgánicos altamente porosos con una gran capacidad para absorber compuestos volátiles. Esta técnica es compatible con diferentes materiales, se puede agregar fácilmente a lo largo de la cadena de fabricación (compounding, extrusión o inyección) y pueden añadirse absorbedores específicos según el tipo de sustancia que esté generando el problema de olor. Entre los ejemplos de materiales ampliamente utilizados podemos encontrar el carbón activo o las ciclodextrinas.

El calentamiento a vacío es un tratamiento habitual para eliminar volátiles (por ejemplo, ciertos aldehídos como hexanal, nonanal, decanal, etc). El calentamiento consiste en poner en contacto el material con gas calentado para producir un material libre de olores. Otra técnica en la que se emplea vacío es la desgasificación aplicada durante la extrusión. En este caso, los volátiles que emanan durante el proceso de fundido se extraen directamente en la zona de husillos. En este tipo de técnicas hay que tener en cuenta y compensar los posibles efectos que puedan producirse por la degradación térmica del material.

La ozonización es una técnica ampliamente utilizada en la eliminación de olores. En el caso de los plásticos, su uso puede eliminar un número elevado de sustancias volátiles (por ejemplo, hasta un 95% en el caso del caucho). La oxidación con peróxido de hidrógeno es una técnica similar a la ozonización que consiste en la descomposición del H2O₂ en presencia de catalizadores metálicos inmovilizados en soportes de arena, sílice, alumina o zeolita. Los compuestos orgánicos volátiles son eliminados mediante la oxidación química provocada por los radicales libres formados.

Como se puede observar, tanto el origen de los olores indeseados como el tipo de análisis instrumental y las técnicas para resolver los problemas de olor son muy variadas. Por tanto, es fundamental realizar una evaluación individual en cada caso con el fin de establecer las medidas más adecuadas para resolver estos retos.